【学术视频】江苏省物理学会春季学术会议2019 | 江南大学姚志飞

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图 | 姚志飞

题   目：基于石墨烯超表面结构的多功能偏振转换器的设计

报告人：姚志飞

单   位：江南大学

时   间：2019-05-11

地   点：扬州大学

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报告摘要

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。最近，通过使用石墨烯集成的超表面来控制光的偏振态的课题已经被广泛研究。传统的偏振控制方法利用天然双折射材料或二向色晶体作为波片，可以在两个正交偏振分量之间产生相位延迟，但不适合于设备集成化和小型化。我们提出了利用石墨烯超表面实现多功能的偏振转化器。利用有限元数值方法，在理论上实现了线偏振光转换为交叉偏振光、正椭圆偏振光、圆偏振光多种功能。由于在特定频率入射光与石墨烯相互作用产生了表面等离子体激元，从而使入射偏振光的分量相位发生突变，使分量之间产生相位差。产生交叉偏振转换的功能原因归结于反射的正交偏振分量之间产生了约0°或180°的相位差；而圆偏振光的产生是由于两个反射正交偏振分量之间产生了约90°或270°的相位差。如图1（b）所示，在24.58和26.43THz的位置，达到了线偏振转换为交叉偏振的效果。而在25.48THz时，实现了圆偏振的转换。此外，我们通过改变石墨烯的费米能级和散射时间可以达到偏振转换可调谐的效果。

图1 (a)偏振转换器件结构示意图 (b)反射分量的共偏振与交叉偏振分量反射率以及偏振转换率PCR (c)反射分量的共偏振与交叉偏振分量的相位和相位差。

个人简介

姚志飞，2017级江南大学理学院研究生。研究方向：光学工程，偏振转换。

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